教学设计完整版：研究液体的表面性质

研究液体的表面性质教学设计●课标要求1．通过实验，观察液体的表面张力现象。2.解释表面张力产生的原因，交流讨论日常生活中表面张力现象的实例。●课标解读1．知道液体的表面张力，了解表面张力形成的原因。2．知道什么是浸润和不浸润现象、条件以及毛细现象。●教学地位本节课学习液体的表面张力、浸润、毛细现象，这些知识都是一般了解的内容，在高考中偶尔有所涉及。【教案设计区】●新课导入建议早晨在叶子上的露珠，显得晶莹剔透，能够附在叶子上成球形而不会破碎散开。液体表面存在什么特性？而这种特性产生的原因是什么？●教学流程设计课标解读重点难点通过观察和实验，知道液体的表面张力现象。浸润和不浸润现象及毛细现象，并能解释上述现象。1.液体表面层分子特点及表面张力的形成原因。(重点)2.分析液体产生表面张力、浸润、不浸润现象的原因。(难点)【自主学习区】液体的微观结构和液体表面张力1．基本知识(1)微观结构分子之间的距离很小，分子间作用力比固体分子间作用力要小。(2)宏观性质有一定的体积，不易压缩，具有流动性，比固体扩散速度快。(3)分子力的特点在液体内部，分子间的距离在r0左右，而在表面层，分子比较稀疏，分子间的距离大于r0，因此分子间的作用表现为相互吸引。(4)表面张力由于表面层分子间比较稀疏，分子间的作用表现为引力，使液体表面绷紧，这种力叫表面张力。2．思考判断(1)液体分子间的相互作用力比气体分子间的作用力大。(√)(2)液体表面层分子之间的相互作用力为斥力。(×)(3)液体表面张力具有使液体表面收缩的趋势。(√)3．探究交流我们看到的小草上的露珠为什么都是球形的？【提示】这是由于液体表面张力的作用。表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小。而在体积相同的条件下，球形的表面积最小。所以露珠呈球形。知识扩展浸润、不浸润和毛细现象1．基本知识(1)浸润和不浸润①定义一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫做浸润。一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫做不浸润。②附着层当液体与固体接触时，接触的位置形成一个液体薄层，叫做附着层。③本质浸润和不浸润是分子力作用的表现。(2)毛细现象①定义浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，称为毛细现象。②影响因素对于一定的液体和一定材质的管壁，管的内径越细，液体所能达到的高度越高。2．思考判断(1)一种液体是否浸润某种固体，只由液体的性质决定。(×)(2)液体与固体附着层之间的作用力表现为引力时，液体与固体之间浸润。(×)(3)毛细管的内径越细，液体上升的高度越高。(√)3．探究交流把水银滴在玻璃上，会形成一个小球在玻璃上滚动，这是浸润还是不浸润？【提示】不浸润。【合作探究区】探究液体表面张力的问题：1．液体表面张力形成的原因是什么？2．吹出的肥皂泡为什么呈球形？3．液体表面张力的方向有什么特点？导思：1．液体表面张力的形成(1)分子间距特点：由于蒸发现象，液体表面分子分布比内部分子稀疏。(2)分子力特点：液体内部分子间引力、斥力基本上相等，而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力。(3)表面特性：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜。(4)表面张力的方向：表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线。如图9－2－1所示。图9－2－12．表面张力及其作用(1)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小。而在体积相同的条件下，球形的表面积最小。例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形。但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在完全失重条件下才呈球形。(2)表面张力的形成原因是表面层(液体跟空气接触的一个薄层)中分子间距离大，分子间的相互作用表现为引力。(3)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关。特别提醒表面张力不是指个别分子间的相互引力，而是表面层中大量分子间引力的宏观表现。凡是液体与气体接触的表面都存在表面张力。例题(2022·武汉高二检测)下列现象中，由于液体的表面张力而引起的是()A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体的表面张力作用B．小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果C．缝衣针浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的结果D．喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果审题指导：(1)正确区分表面张力和液面弹力、浮力等的不同。(2)注意结合平衡条件，求解液面上的平衡问题。(3)熟悉表面张力的大小和特点并能解释一些现象。解析仔细观察可以发现，小昆虫在水面上站定或行进过程中，其脚部位置比周围水面稍下陷，但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韧性非常好的膜上一样，因此，这是液体的表面张力在起作用。浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样，故A选项正确，C选项错误。小木块浮于水面上时，木块的下部实际上已经陷入水中(排开一部分水)受到水的浮力作用，是浮力与重力平衡的结果，而非表面张力在起作用，故B选项错误。喷泉喷到空中的水分散时，每一小部分的表面都有表面张力在起作用且水处于完全失重状态，因而形成球状水珠(体积一定情况下以球形表面积为最小，表面张力的作用使液体表面有收缩到最小面积的趋势)，故D选项正确。答案AD规律总结解答这类题目要注意浮力与表面张力的区别。浮力的实质是物体的下表面与上表面所受的压力之差。表面张力的实质是液体表面层内各部分之间的相互吸引力，是分子力的宏观体现。需要注意的是，表面张力作用于液体的表面层里，并不是作用于液面上的物体上。昆虫与缝衣针漂浮于水面上是表面张力在起作用，其作用是在水面上形成一个膜(表面层)，正是这个膜托住了昆虫与缝衣针，即膜对它们的支持力与其重力平衡，当然，在与缝衣针和昆虫下边缘接触的凹形水膜(表面层)中形成的表面张力的竖直分量的总和就等于膜对缝衣针或昆虫的支持力，而支持力又等于其重力，这才是本质问题。应用下列现象中，主要是表面张力起了作用的是()A．小缝衣针漂浮在水面上B．小木船漂浮在水面上C．荷叶上的小水珠呈球形D．慢慢向小酒杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不会流出来解析小缝衣针漂浮在水面上，针并没有浸入液体中，原因是受到水表面的作用力，故是表面张力现象，A正确。小船漂浮在水面上，受到的是水的浮力，B错。表面张力的作用效果可以使液面收缩，C、D正确。答案ACD【交流学习区】1．下列现象中，是由于液体的表面张力造成的有()A．船浮于水面上B．硬币或钢针浮于水面上C．肥皂泡呈球形D．游泳时弄湿了的头发沾在一起E．熔化的铁水注入内空且为球形的砂箱，冷却后铸成一个铁球F．脱湿衣服感觉很费劲G．绸布伞有缝隙但不漏雨水H．锋利的玻璃片，用酒精灯烧一定时间后变钝了解析A选项中船浮于水面是浮力造成的；E选项的形状决定于砂箱的形状；F选项中脱湿衣服费劲是附着力造成的。故上述三个选项不正确。答案BCDGH2．(2022·高密高三质检)如图9－2－2所示，金属框上阴影部分表示肥皂膜。它被棉线分割成a、b两部分，若将肥皂膜的a部分用热针刺破，棉线的形状是选项图中的()图9－2－2解析表面张力使液面收缩。答案D3.液体表面具有收缩的趋势，其原因是()A．由于液面分子间距离小于液体内部分子间的距离。因此液面分子间表面斥力较强，而使液体表面有收缩的趋势B．由于液体表面分子间的距离大于液体内部分子间的距离，因此液体表面分子间相互作用的引力较强，而使液体表面有收缩的趋势C．由于与液面接触的气体的分子对液体表面的分子的吸引力，使液体表面有收缩的趋势D．液体可以流动，因而使液体表面有收缩的趋势解析选B。液体表面收缩是因为表面层内液体分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子力表现为引力，使表面收缩，故B正确。4.下列说法正确的是()A．表面张力就是分子力B．水面托起